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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 >};6>)0  
    /f_c?|  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 >PsP y.  
    [n`SXBi+n  
    建立系统 [7gyF}*;  
    h=q%h8  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 /mB'Fn6)  
    [\hk_(}  
    qM`XF32A$  
    n 0X_m@  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 "EoC7 1  
             5(/ 5$u   
         N.J;/!%!  
                   @17hB h  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 C?n3J  
    CqXD z  
    iL-I#"qT,  
    23/!k}G"  
    \ B~9Ue!  
    K8dlECy  
    TA47lz q  
    ]Q\Ogfjp  
    4>4*4!KR}  
        
    8s4y7%,|  
    分析 lN,8(n?g  
    9o.WJ   
    这个系统的点扩散函数: +$)C KC  
      •    Log (Normal PSF) nL}bCX{  
    •    λ = 0.55 mm \C3ir&  
    •    0.32 waves 3rd order spherical {IeW~S' &  
    •    EPD = 10 mm )x.}B4z  
    •    f/# = 9.68 w;.'>ORC  
    点扩散函数如下图: }b9#.H9  
    ]MkZ1~f7  
    z8 bDBoD6  
           A9! gww  
    #e.2m5T  
    系统的点扩散函数是: H_'i.t 'SS  
    •     Log (Normal PSF) ~U:{~z  
    •     λ = 0.55 mm :&= TE2  
    •     1 wave 3rd order spherical ]1 #&J(  
    •     EPD = 13.31 mm d"nz/$  
    •     f/# = 7.27 b#-5b%ON  
    点扩散函数如下图: K!?T7/@  
    QD LXfl/  
    3,j)PKf ;  
    t"`LJE._P  
    演算 @18"o"c7j  
    \#5t%t  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 8<$6ufvOv  
               [L1pDICoy  
    9?r|Y@xh]  
    w,NK]<dU@  
    在这个等式中变量定义如下: wTFM:N  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) e-4XNL[F  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) yhe$A<Rl=  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx r)<]W@ Pr  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 05:`(vl  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) b r)oSw  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) YzU(U_g$  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) >Fm}s,  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 kZ+nL)YQ#  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 E%\iNU!  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .+7GecYz  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }N5>^y  
    •     F == focal length(焦距 (veGztt  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) vq *N  
    SU"-%}~O#,  
    比较 PIo/|1  
    @FL?,_,Y{  
    在下图中: 22|eiW/a  
    透镜EPD=10mm |,bsMJh0  
    截止频率=184lp/mm ]#N2:ych  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 zp r`  
         :W,6zv(..u  
    [JFmhLP9  
    在下面的图表中: ;HM& ":7  
    透镜EPD=13.31 mm B:5( sK  
    截止频率=250 lp/mm \4I1wdd|^  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm !*.mcIQT  
         c&2ZjM  
    <CJua1l\  
    \`o+Le+%  
    杂散光对评价函数的影响
    ^jb55X}  
    {zBf*x  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 DW@PPvfs  
    3 q  
    o:_}=1nh  
    `pzp(\lc  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: aQwcPy|1R  
    _n_lO8mK  
    &^4\Rx_I  
     
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